S hitrim napredkom tehnologije je dostop do brezžičnih storitev postal vsakodnevna nuja. Kot odgovor na to potrebo se v sodobnih omrežjih uporabljajo tehnike zgoščevanja omrežij, kjer v že obstoječa območja pokrivanja makro baznih postaj (angl. Base Station – BS) dodatno nameščamo bazne postaje z nizko oddajno močjo oziroma t.i. majhne bazne postaje (angl. Small BS), s čimer uvajamo t.i. koncept heterogenih omrežij (angl. Heterogeneous Network – HetNet). Omrežja HetNet predstavljajo primarno arhitekturo komunikacijskih omrežij prihodnosti, zlasti pete in šeste generacije mobilnih omrežij (angl. Fifth Generation – 5G, Sixth Generation – 6G). Vendar pa je ultra-gosto nameščanje majhnih celic v omrežjih HetNet s seboj prineslo resne izzive z vidikov upravljanja interferenc in porabe energije. Dodeljevanje virov in asociacija uporabnikov sta glavna pristopa k reševanju teh izzivov, pri čemer danes obstajajo številne strategije optimizacije zmogljivosti omrežja, ki se med seboj razlikujejo glede na izbran pristop in zasledovane optimizacijske cilje. Dva pomembna in med seboj povezana cilja sta koordinacija interferenc in optimizacija energetske učinkovitosti (angl. Energy Efficiency – EE); izboljšana EE lahko znatno zniža operaterjeve operativne stroške, boljša koordinacija interferenc pa vodi v bolj učinkovito porabo energije. Vendar pa se kompleksnost iskanja takšne optimalne rešitve bistveno poveča v primeru scenarija ultra-gostega omrežja HetNet.
Glavni cilj tega doktorskega dela je razvoj algoritma za asociacijo uporabnikov in upravljanje porabe energije, ki sledi hevrističnemu pristopu in zasleduje maksimizacijo energetske učinkovitosti. Predlagan algoritem sledi hevrističnemu pristopu za asociacijo uporabnikov z baznimi postajami in izkazuje nizko stopnjo kompleksnosti. Za upravljanje porabe moči je uporabljena tehnika vklop/izklop (angl. switch ON/OFF), ki omogoča, da algoritem izklaplja bazne postaje, ki ne strežejo uporabnikov, in tiste makro bazne postaje, ki imajo največji vpliv na agregirano energetsko učinkovitost omrežja.
Učinkovitost algoritma smo ovrednotili na primeru referenčnega dvonivojskega omrežja HetNet ob upoštevanju vseh tipov interferenc. Za potrebe potrditve zmogljivosti smo predlagano rešitev primerjali z dvema izbranima primerjalnima rešitvama, ki temeljita na tehniki eICIC oziroma Lagrangeovi dvojni razgradnji. Rezultati simulacij kažejo, da z zmanjšanjem porabe energije predlagana rešitev prekaša izbrani primerjalni rešitvi v smislu EE in povprečne hitrosti podatkovnega prometa.
|